JPH01296006A - 廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、家庭あるいは業務上で発生する生ごみや可燃
性のごみやし尿等の廃棄物の処理に利用されるものであ
る。

従来の技術 従来廃棄物処理装置は、ディスポーザーと呼ばれる機械
式処理装置と、焼却炉と呼ばれる燃焼式処理装置との２
方式があった。しかし、これらの装置は下水道を詰まら
せたり、発煙や発臭などを起こしやすく、環境汚染を生
じるなどの大きな欠点があった。

そこで、これらの問題を解決するために、マグネトロン
やヒータを利用し、廃棄物を分解燃焼する廃棄物処理装
置が提案されている。この装置について第２図をもとに
説明する。

第２図において、燃焼室をマイクロ波減衰部１で１次燃
焼室２と２次燃焼室３に分割し、１次燃焼室２の内部に
廃棄物収納部４を設置し、廃棄物５をセットする。燃焼
用空気の供給、および２次空気室６に設けた触媒加熱用
ヒータ７の通電を開始して、触媒８を加熱する。触媒８
の温度が高温になり、活性温度以上になるとマグネトロ
ン９の通電を開始する。

２４５０ＭＨＺのマイクロ波がマグネトロン９より発信
され、導波管ｌＯを通り１次燃焼室２内に照射される。

どのために、マイクロ波はすべて廃棄物５に吸収され、
廃棄物５の水分が蒸発し、廃棄物５は急速に乾燥する。

廃棄物５が完全に乾燥してから、マイクロ波は廃棄物５
を加熱し始める。廃棄物５がある程度高温になると、廃
棄物５から可燃性のガスを発生しながら、廃棄物５の炭
化が始まる。この可燃性ガスは１次空気口１１より供給
される１次空気と混合して、２次燃焼室３に供給される
。２次燃焼室３に送られた可燃性混合気は、２次燃焼室
３内に設けられた点火器１２により着火し、２次空気口
１３より供給される２次空気と混合して２次燃焼する。

燃焼ガスは、触媒８で浄化された後に、排気筒１３より
排出される。

以後は、廃棄物５は温度検出部１４からの信号に応じた
マイクロ波を受けて、可燃性ガスを発生しながら炭化を
促進させ、廃棄物５が完全に炭化して可燃性ガスが発生
しなくなるまで、２次燃焼室３内で火炎燃焼が続く。廃
棄物５が完全に炭化すると、２次燃焼室３内での火炎は
消炎し、１次燃焼室２内で固体燃焼（いこり燃焼）を始
め、灰化に至る。このようにして、廃棄物を処理するわ
けである。

発明が解決しようとする課題 このような従来の廃棄物処理装置には、以下に示すよう
な課題があった。

燃焼室に備えられた加熱手段により、廃棄物が乾燥し、
廃棄物から可燃性のガスを発生して燃焼を行う。この可
燃性ガスはその中に多量の固形分（埋骨）を含んでおり
、燃焼用空気と可燃性ガスの混合を良好にすることがむ
ずかしく、非常に燃焼しづらいガスである。このために
通常の都市ガスや灯油の燃焼器に較べて燃焼用空気の供
給量を多くして燃焼しなければならず、また排ガスの浄
化用に触媒を使用せざるをえない。触媒の寿命というこ
とを考えると、できるだけ火炎燃焼する時間を長くする
ために、なるべく早く廃棄物から発生する可燃性ガスに
着火しなければならない。そこで、点火用ヒータの温度
を高温に維持し、着火性を良好にしておかねばならない
。

ところが、点火用ヒータの温度を高温に維持すると、点
火用ヒータからの輻射熱が２次燃焼室に設けである温度
検出部に影響を与え、温度検出部の出力から燃焼状態を
正確に判断することがむずかしくなる。点火用ヒータの
輻射熱量が一定であれば、点火用ヒータの輻射熱の影響
を考慮して、温度検出部からの出力でマグネトロンの出
力を制御すればよいことになる。しかし実際は、廃棄物
から発生した可燃性ガスが着火すると、その燃焼熱によ
り点火用ヒータの温度が上昇する。燃焼量が多い場合は
火炎は燃焼室の上部に形成されるために、火炎の影響が
点火用ヒータに及ぼしづらいが、燃焼量が少ない場合は
火炎は燃焼室の下部に形成されるために、火炎の燃焼熱
の影響をかなり受けてしまう。その結果、燃焼量が少な
いに時に、点火用ヒータが高温になり、点火用ヒータの
輻射熱により、実際の温度より高い温度を温度検出部が
検出してしまう。このために燃焼量が少ないにもかかわ
らず、温度検出部は燃焼量が実際よりも多いと判断して
、マグネトロンの出力を大幅に増やさないために、可燃
性ガスの発生量が不足して、燃焼不良を起こしやすい。

このため、点火用ヒータを高温にして着火性を向上する
と、温度検出部で燃焼量を正確に判断できなくなるとい
う課題が生じた。

本発明は上記従来技術にもとづき、簡単な構成で、点火
用ヒータの輻射熱の影響を排除し、温度検出部の出力で
、正確に燃焼量を制御することができる廃棄物処理装置
を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置
した２次燃焼室とをマイクロ波減衰部で分割してからな
る燃焼室を構成し、１次燃焼室とマグネトロンを導波管
で連結し、燃焼用空気を各燃焼室に１次空気及び２次空
気として別個に供給する送風手段を有し、２次燃焼室内
に温度検出手段を設け、温度検出部の出力に応じてマグ
ネトロンの出力を制御するマグネトロン制御部を設ける
とともに、２次燃焼室内のマイクロ波減衰部近傍に点火
用ヒータを設け、点火用ヒータの電流値を検出する電流
検出部と、電流検出部の電流値により点火用ヒータの供
給電圧を変動させる電圧制御部を設けたものである。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

廃棄物にマイクロ波を照射すると、廃棄物に含まれる水
分が蒸発した後、廃棄物から可燃性ガスを発生するよう
になる。この可燃性ガスに点火用ヒータで着火して２次
燃焼室内に火炎を形成させる。この時の燃焼熱を２次燃
焼室内に設けた温度検出部で検出して、マグネトロンの
出力を制御し、燃焼量の一定化を図る。温度検出部は点
火用ヒータからの輻射熱を受けて、温度検出部の出力か
ら燃焼状態を正確に判断することがむずかしくなる。

そこで、点火用ヒータの電流値を検出し、その電流値と
点火用ヒータに供給する電圧とから点火用ヒータの抵抗
値を算出する。一般に、物質の抵抗値は温度が上昇する
と大きくなるから、点火用ヒータの抵抗値の温度特性を
用いると、抵抗値からその時の点火用ヒータの温度を算
出することができる。そこで、点火用ヒータに供給する
電圧を制ることにより、点火用ヒータの温度を一定にす
ることができる。このために、点火用ヒータの輻射熱量
を考慮すれば、温度検出部、の出力値で燃焼量を正確に
制御することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面を基づいて説明する
。

第１図において、燃焼室をマイクロ波減衰部１５で１次
燃焼室１Ｇと２次燃焼室１フに分割し、１次燃焼室１Ｂ
の内部に廃棄物収納部！８を設置し、廃棄物１９をセッ
トする。燃焼用空気の供給、および２次空気室２０に設
けた触媒加熱用ヒータ２１の通電を開始して、触媒２２
を加熱する。触媒２２の温度が高温になり、活性温度以
上になるとマグネトロン２３の通電を開始する。

２４５０ＭＨ２のマイクロ波がマグネトロン２３より発
信され、導波管２４を通り１火燃焼室ｌＢ内に照射され
る。１次燃焼室１Ｂは、廃棄物収納部１８に置かれた廃
棄物１９に電界が集中するように、１火燃焼室ｌＢ内の
電界分布を調整しである。このために、マイクロ波はす
べて廃棄物１９に吸収され、廃棄物１３の水分が蒸発し
、廃棄物１９は急速に乾燥する。

この時、廃棄物１９に含まれる水の誘電率は、その他の
廃棄物１９に含まれる成分の誘電率に比べて非常に大き
いために、廃棄物１８に含まれる水分に総て吸収されて
しまう。したがって、廃棄物１９が完全に乾燥してから
、マイクロ波は廃棄物！９を加熱し始める。

廃棄物１９がある程度高温になると、廃棄物１９から可
燃性のガスを発生しながら、廃棄物１９の炭化が始まる
。この可燃性ガスは１次空気口２５より供給される１次
空気と混合して、２次燃焼室１フに供給される。２次燃
焼室１７に送られた可燃性混合気は、２火燃焼室！７内
のマイクロ波減衰部１５近傍に設けられた点火ヒータ２
６により着火し、２次空気口２７より供給される２次空
気と混合して２次燃焼する。１次燃焼室１６と２次燃焼
室１７との境目にはパンチングメタルなどのマイクロ波
減衰部１５を設けてあり、マイクロ波が２火燃焼室ｌフ
ヘ侵入するのを防いでいる。したがって、点火ヒータ２
Ｂは、マイクロ波を受信してアーキングを起こすなどの
影響を受けずに、可燃性混合気を着火させることができ
る。燃焼ガスは、触媒２２で浄化された後に、排気筒２
８より排出される。

以後は、廃棄物１９はマグネトロン２３からのマイクロ
波を受けて、可燃性ガスを発生しながら炭化を促進させ
、廃棄物！９が完全に炭化して可燃性ガスが発生しな（
なるまで、２次燃焼室１７内で火炎燃焼が続く。

このような本発明の具体的動作関係について以下に説明
する。本発明では２次燃焼室内１８に温度検出部２９を
設けて２次燃焼室１７の温度を検出できるようにしであ
る。そして、温度検出部２９の信号をマグネトロン制御
部３０に送り、温度検出部２９の温度が一定になるよう
にマグネトロンの出力を制御し、燃焼量の一定化を図っ
ている。

一方、点火ヒータ２６の温度を高温に維持すると、点火
ヒータ２Ｂからの輻射熱が２次燃焼室１７に設けである
温度検出部２９に影響を与え、温度検出部２９の出力か
ら燃焼状態を正確に判断することがむずかしくな机　点
火ヒータ２Ｂの輻射熱量が一定であれば、点火ヒータ２
Ｂの輻射熱の影響を考慮して、温度検出部２９からの出
力でマグネトロン２３の出力を制御すればよいことにな
る。

一般に、高温の物体からの輻射熱量は、その物体の表面
温度の４乗に比例するから、点火ヒータ２Ｂの表面温度
を一定にすれば、点火ヒータ２６の輻射熱量を一定にす
ることができる。

しかし実際は、廃棄物１９から発生した可燃性ガスが着
火すると、その燃焼熱により点火用ヒータの温度が上昇
する。燃焼量が多い場合は火炎は２次燃焼室１７の上部
に形成されるために、火炎の影響が点火ヒータ２６に及
ぼしづらいが、燃焼量が少ない場合は火炎は２次燃焼室
１７の下部に形成されるために、火炎の燃焼熱の影響を
かなり受けてしまう。その結果、燃焼量が少ないに時に
、点火ヒータ２６が高温になり、点火ヒー・夕２Ｂの輻
射熱により、実際の温度より高い温度を温度検出部２９
が検出してしまう。このために燃焼量が少ないにもかか
わらず、温度検出部２９は燃焼量が実際よりも多いと判
断して、マグネトロン２３の出力を大幅に増やさないた
めに、可燃性ガスの発生量が不足して、燃焼不良を起こ
しやすい。

そこで本発明では、点火ヒータ２６にはその電流値を検
出できる電流検出部３！を接続し、電流検出部３１は点
火ヒータ２６の電流値を検出して、電圧制御部３２へ信
号を送信する。電圧制御部３２では電流検出部３！から
送られてきた信号と、その時の点火ヒータ２Ｂに供給さ
れている電圧値から、点火ヒータ２８の抵抗値を算出す
る。そして、点火ヒータ２６の抵抗値の温度特性から点
火ヒータ２６の温度を算出し、点火ヒータ２Ｂの温度が
一定になるように点火ヒータ２６へ供給する電圧値を制
御している。ここで、供給電圧値は実効電圧値を小さく
してもよいし、導通角制御、ゼロクロス制御、パルス制
御など通電時間を制御して変動させればよい。

このために、点火ヒータ２Ｂの温度は、２次燃焼室１７
に形成された火炎位置によらず、絶えず一定となるので
、点火ヒータ２Ｂから温度検出部２９への輻射熱量は一
定となり、温度検出部２３の出力により、燃焼量の制御
を正確に行うことができる。

発明の効果 以上のように本発明においては、点火ヒータの電流値を
検出する電流検出部と、電流検出部の電流値により点火
ヒータの供給電圧を変動させる電圧制御部を設け、点火
ヒータの表面温度を一定にするに、点火ヒータに供給す
る電圧値を制御することにより、点火ヒータの輻射熱の
影響を排除し、温度検出部の出力で、正確に燃焼量を制
御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の廃棄物処理装置の断面図、
第２図は従来例の廃棄物処理装置の断面図である。 １６・・・１次燃焼室、１７・・・２次燃焼室、２３・
・・マグネトロン、２９・・・温度検出部、３１・・・
電流検出部、３２・・・電圧制御部。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名／６−７仄
廊農！ ／７−２次、＃規２ 召−−マグ）トロン ２ｑ−傷漠務１ｇ ３１−一一電汽袂邸繋 ３ｚ−電Ａ制都ｑ 第１図 ２−７次、沁規ｌ ３−２次度ｊｌｌ菫 ９−　マグネトロン ｔ４−一温渡簗七姿 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置した２次
   燃焼室とをマイクロ波減衰部で分割してからなる燃焼室
   を有し、前記１次燃焼室とマグネトロンを導波管で連結
   し、燃焼用空気を前記各燃焼室に１次空気及び２次空気
   として別個に供給する送風手段を有し、前記２次燃焼室
   内に温度検出手段を設け、前記温度検出部の出力に応じ
   てマグネトロンの出力を制御するマグネトロン制御部を
   設けるとともに、前記２次燃焼室内の前記マイクロ波減
   衰部近傍に点火用ヒータを設け、前記点火用ヒータの電
   流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部の電流値
   により点火用ヒータの供給電圧を変動させる電圧制御部
   を設けたことを特徴とする廃棄物処理装置。